Плюсы и минусы стали 60С2А

Сталь сплава 60С2А: основные плюсы и недостатки

Промышленный режущий инструмент по дереву и металлу, бытовые и охотничьи ножи, другие изделия для работы в жестких условиях требуют особых материалов. Среди множества инструментальных и ножевых марок сталей отдельное место занимают сплавы, специально рассчитанные на нагрузки с постоянным изгибом и восстановлением формы. Характерным представителем этой группы является отечественная сталь 60С2А.

Состав и назначение

Марка стали 60С2А выпускается в соответствии с нормами ГОСТ 14959-2006 (ранее -79). По классификации металл относится к легированным конструкционным. По области применения – к рессорно-пружинной группе сталей.

Маркировка и химический состав

Согласно введенным еще в советское время стандартам, обозначение стали 60С2А указывает на основные показатели состава металла:

60 – средняя величина содержания углерода (в сотых %% по массе).
С2 – тип легирующего элемента (кремний) и его приблизительная доля в целых процентах (около 2%).
Литер А – сталь высококачественная, с пониженным включением вредных примесей (серы и фосфора).

Более точные показатели химического состава по ГОСТ 14959: углерод (С) от 0,58 до 0,63%; кремний (Si) от 1,6 до 2%. Могут присутствовать также от 0,6 до 0,9% марганца (Mn), менее 0,2% меди (Cu), до 0,3% хрома (Cr) и до 0,25% никеля (Ni). Сера (S) и фосфор (P) присутствуют в количестве не больше 0,025% каждого.

Применение

Способность материала выдерживать многократные знакопеременные нагрузки в сочетании с упругостью определили сферы промышленного использования стали 60С2А. К ним относят различные плоские и спиральные пружины, упругие элементы подвески транспортных средств (рессорные листы, торсионные стержни).

Преимущества стали 60С2А

К главным плюсам этой марки стали относят сочетание высоких характеристик упругости и прочности:

Материал относится к категории улучшаемых. Применение термообработки позволяет заметно повысить основные механические показатели продукции, а также убрать эффекты нагартовки (наклепа) металла. Последние создаются из-за накопления внутренних нагрузок в структуре материала.
Прекрасные пружинящие качества. Это свойство определяется такими физическими показателями, как модуль Юнга, пределы упругости и текучести. При правильно проведенной термической обработке исключается пластическая деформация металла под нагрузкой. После снятия внешней силы изделие принимает исходную форму.
Легирование кремнием повышает сопротивляемость износу, дополнительно улучшает упругость. Связывая избыток кислорода при раскислении расплава, кремний также положительно влияет на процессы температурного упрочнения металла. Это способствует более качественной закалке.
Присутствие в составе данной стали до 0,9% марганца позволяет формировать качественную структуру аустенита при термической обработке. Это существенно повышает устойчивость материала к деформации в холодном и горячем состоянии.
Крайне низкое содержание вредных примесей фосфора и серы заметно увеличивает стойкость изделий из 60С2А к таким негативным процессам, как хладноломкость и красноломкость (возрастание хрупкости при пониженных и повышенных температурах соответственно).
Присутствие легирующих элементов марганца и кремния повышает химическую стойкость металла к агрессивным влияниям, хотя и не способно придать ему действительно антикоррозионные свойства.
Марка стали 60С2А не подвержена эффекту увеличения размеров зерна при длительных нагрузках в условиях повышенной температуры. Поэтому работоспособность и потребительские качества изделий из этого сплава не меняются на протяжении времени.
Прочностные характеристики пружинной стали позволяют металлу сохранять первоначальную форму при нагрузках разного направления. Изделия одинаково хорошо сопротивляются как продольным силам, так и напряжениям на изгиб или скручивание. Это позволяет, не опасаясь поломки инструмента, обрабатывать заготовки по сложной траектории (например, строгать древесину под углом к волокнам).
Твердость стали 60С2А после грамотно выполненной термообработки достаточная, чтобы формировать режущую кромку инструмента с хорошей остротой. Такое изделие долго сохраняет заточку.
Подтверждением высокого качества стали 60С2А можно считать наличие полных или близких аналогов среди металлов, выпускаемых в государствах с развитой металлургической промышленностью. В числе таких аналогов – японские упругие стали для ножей SUP6 и SUP7, американская G92600, немецкая 65Si7 и ряд других. Это показывает, что рецептуры, схожие с отечественной 60С2А прошли проверку опытом большого числа потребителей.

Недостатки стали 60С2А

Особенности химического состава и структуры металла этой марки ограничивают его применение:

Низкая устойчивость к коррозии. Металл марки 60С2А входит в группу углеродистых сталей. Поэтому его способность сопротивляться агрессивным внешним факторам сравнительно невысока. Изготовленные из этого материала ножи и другие изделия нуждаются в постоянном уходе. Их не рекомендуют хранить в загрязненном виде, а попавшая на поверхность влага с содержанием химически активных веществ может уже через несколько десятков минут привести к изменению цвета, утрате блеска металла. Чтобы защитить сталь от появления ржавых пятен, ее нужно постоянно покрывать смазкой либо наносить антикоррозионное покрытие (гальванику, оксидирование).
Чувствительность к режимам термической обработки. Для придания металлу ожидаемых механических свойств (прочности, упругости, устойчивости к динамическим нагрузкам) заготовки подвергают закалке, отпуску при повышенной температуре и последующему охлаждению. Только после этих операций можно рассчитывать на показатели твердости порядка 45 – 47 HRC. Если термообработка не проводилась или ее делали с заметными отклонениями от рекомендованных режимов, характеристики полученного изделия (например, ножа) будут заметно хуже, чем у аналога из того же металла, обработанного качественно.
Сталь 60С2А не поддается сварке. Поэтому невозможно изготовить сложные конструкции из этого металла, применяя электрическую или газовую сварку любого типа.
Отсутствие жаропрочности. Изделия из этой стали сохраняют показатели прочности и упругости при нагревании не выше +25°С. Даже кратковременное пребывание при более высоких температурах негативно влияет на качество металла. Поэтому ножи, другие орудия и инструменты из 60С2А нежелательно помещать в открытое пламя костра, другие источники огня.